La flottabilité détermine si un objet flottera ou coulera. Il mesure la différence entre la densité d'un objet et le fluide ou le gaz qu'il déplace. La flottabilité mesure deux forces concurrentes. Une force est la pression vers le bas de l'objet sur le fluide. L'autre force est la pression ascendante du fluide sur l'objet.
La découverte de la flottabilité est attribuée au mathématicien grec Archimède (c. 287-212 avant JC). En comparant le poids de la couronne prétendument en or du roi avec d'autres substances, Archimède a laissé tomber la couronne dans l'eau. Il remarqua que quelques pièces d'or étaient plus rapides à couler au fond de sa baignoire. La flottabilité s'applique à de nombreux paramètres, des navires explorant le fond de l'océan aux ballons météorologiques recueillant des données dans la stratosphère terrestre. Les trois types de flottabilité sont positive, négative et neutre.
La flottabilité positive se produit lorsqu'un objet est plus léger que le fluide qu'il déplace. L'objet flottera parce que la force de flottabilité est supérieure au poids de l'objet. Un nageur éprouve une grande quantité de force de flottabilité. La mer Morte d'Israël est célèbre pour attirer les touristes flottants. L'eau salée est moins dense que l'eau douce et fournit plus de force de flottabilité. Les forces flottantes et nettes ne sont pas les mêmes. Le volume et la densité d'un objet déterminent sa flottabilité.
La flottabilité négative se produit lorsqu'un objet est plus dense que le fluide qu'il déplace. L'objet coulera parce que son poids est supérieur à la force de flottabilité. Un sous-marin est conçu pour fonctionner sous l'eau en stockant et en libérant de l'eau à travers des ballasts. Si l'ordre est donné de descendre, les réservoirs prélèvent de l'eau et augmentent la densité du navire. Archimède a découvert que la couronne du roi était faite d'une substance moins flottante que les pièces d'or coulées.
La flottabilité neutre se produit lorsque le poids d'un objet est égal au fluide qu'il déplace. Un plongeur autonome est formé aux techniques de régulation de la flottabilité sous l'eau. Nager horizontalement et prendre de longues et profondes respirations permettent au plongeur de se propulser vers l'avant et non vers le haut. Le poisson contrôle la flottabilité grâce à une vessie natatoire interne. Semblable à un sous-marin, la vessie est remplie de gaz pour modifier la flottabilité.
La flottabilité détermine la facilité d'un ballon flottant. L'hydrogène, l'hélium et l'air chaud sont les gaz idéaux pour l'aviation en ballon. Contrairement aux liquides et aux solides, les molécules de gaz sont plus éloignées les unes des autres. Cet espace vide augmente le volume et diminue la densité. Les astronomes utilisent des montgolfières sans pilote pour recueillir des images claires du cosmos.
